Чи слід відкидати свій запас старих електролітичних конденсаторів?


36

Я займаюся електронікою хобі більше 10 років, і деякі мої електролітичні конденсатори легко в такому віці. Вони, здається, працюють просто чудово і не демонструють корозії чи інших видимих ​​дефектів, але зазвичай їх використовують у прототипуванні, а не у виробництві.

Знаючи, що у них обмежений термін зберігання , мені цікаво, чи варто мені просто відкинути те, що є, і придбати новий інвентар, і повернути його.

Як краще за все я можу сказати , що мої старі шапки зазнали невдачі, поза залежності від спека, або , можливо , будуть йти на провал?


8
Можна виміряти їх ємність і ШОЕ. Якщо ШОЕ зависока та / або ємність низька, відмовтеся.
Gunnish

Відповіді:


32

Найкращий спосіб сказати, що електролітичний ковпак поганий або ось що поганий - це використовувати вимірювач ШОЕ .

Лічильник ШОЕ безпосередньо вимірює одну з найбільших причин невдачі електролітичних ковпачків: коли ШОЕ підвищується, P = I²R повідомляє нам, що розсіювання потужності зростає, тому виділяється тепло, яке викидає більше електроліту, що призводить до збільшення ШОЕ, який ... Зрештою, пуф-баг, це вже не шапка.

Прочитайте аркуш шапки, щоб дізнатися очікуване значення ШОЕ. Він значно відрізняється між типами конденсаторів та значеннями ємності. Як правило, чим дешевше і менше ковпак, тим вище очікувана ШОЕ. Я бачив значення в діапазоні від 30 мОм до 3 Ом. Єдина причина, яку я навіть даю цифри, - це показати це співвідношення 100: 1, а не встановлювати ваші очікування, щоб ви могли перейти до вимірювання, не прочитавши таблицю даних кришки.

Можна переформувати діелектрик електролітичних ковпачків. Є два основні методи.

Переформування діелектрика за допомогою лавки

Одна з думок школи полягає в тому, щоб зарядити ковпачок протягом багатьох хвилин за допомогою якоїсь схеми обмеження струму до його номінальної напруги, а потім залишити його там ще багато хвилин.

Існує кілька методів цього, все з основною метою обмеження струмів до рівнів, які не дозволяють конденсатору підірватись на вашому обличчі, якщо конденсатор просто неможливо відновити.

Метод резистора

Найпростіший спосіб досягти цього - послідовно укласти великий резистор між конденсатором і джерелом напруги. Використовуйте формулу постійної часу RC (τ = RC) для обчислення правильного значення резистора. Наведене мені правило базується на тому, що конденсатор майже повністю заряджений після п’яти постійних констант, тому ми задаємо τ = 1500 у наведеній вище формулі: 5 хвилин у секундах × 5 тимчасових констант. Потім ми можемо її переставити на R = 1500 ÷ C. Тепер просто замініть значення конденсатора на формулу, щоб отримати мінімально необхідний резистор.

Наприклад, щоб перетворити кришку на 220 мкФ, потрібно зарядити її через резистор не менше 6,8 МОм.

Встановіть напругу живлення на нормальну робочу напругу для конденсатора. Якщо це 35 В конденсатор, він, ймовірно, має приблизно 30 В поперек його в звичайному режимі роботи, тому ви використовуєте це як встановлене значення напруги. Я не бачу вагомих причин висунути конденсатор за межі його нормальної робочої напруги; діелектрична сила з часом зросте до деякої фізичної межі і зупиниться на цьому.

Цей метод є нелінійним, швидше заряджаючи на початку, потім сповільнюючи асимптотично, коли ви наближаєтесь до заданої точки напруги живлення.

Метод постійного струму

Більш складним методом було б використання джерела живлення з обмеженим струмом , досягнувши тієї самої мети. Формула для цього - I = CV ÷ τ. Якщо ми завжди хочемо зарядити більше 30 хвилин, τ = 1800.

Щоб переробити наш приклад 220 мкФ, ми також повинні знати кінцеву напругу, яку ми вибрали би так само, як і вище. Давайте знову використаємо 30 В в якості нашої цілі. Заміщення цього та нашого часу заряду у вищевказану формулу дає необхідний струм зарядки, який у цьому випадку становить 3,7 мкА.

Якщо ваш джерело живлення може знизитися до 1 мА для встановлення поточного ліміту, то вам потрібно вирішити, чи хочете ви ризикувати зарядкою протягом лише 6,6 секунди, що ми отримуємо шляхом простої перестановки формули.

Цей спосіб є лінійним, збільшуючи напругу в конденсаторі на фіксовану кількість за одиницю часу, поки він не досягне встановленої точки напруги. Основним наслідком цього є те, що струм закінчуваного заряду буде більшим за заданий загальний час заряду, ніж за методом резистора, але пусковий струм заряду буде нижчим. Оскільки небезпека пошкодження конденсатора зростає, коли ви наближаєтесь до встановленої напруги, це робить метод резистора більш безпечним, при цьому час заряду дорівнює.

Комбінований метод

Це підводить нас до комбінованого методу, який використовувався у посиланні вище: джерело живлення постійного струму, що заряджає конденсатор через резистор. Резистор сповільнює струм заряду, коли напруга зростає, а джерело живлення з обмеженим струмом може обмежувати швидкість заряду при низьких напругах нижче того, що робив би резистор один.

Струм витоку

Якщо ви робите це з хорошим живленням на стенді, після досягнення межі напруги зарядки, якщо джерело живлення продовжує показувати потоки струму, тобто струм витоку вашого конденсатора, який ви можете порівняти зі специфікацією в таблиці даних кришки. Ідеальний конденсатор має нульовий струм витоку, але до цього ідеалу наближаються лише найкращі конденсатори. Електролітичні ковпачки далеко не ідеальні. Якщо ви залишите конденсатор в установці зарядки, ви можете виявити, що струм витоку падає протягом деякого часу після досягнення межі напруги, а потім стабілізується. Саме тоді ви знаєте, що діелектрик зараз настільки сильний, наскільки це дістанеться.

Переформування діелектричної схеми

Другий метод також збільшує напругу конденсатора повільно протягом тривалого періоду, але це робить це в ланцюзі. Він працює лише для обладнання, що працює на змінного струму, і його найкраще використовувати для переформування діелектриків в лінійних джерелах живлення, регульованих чи нерегульованих.

Ви вимикаєте цю хитрість, використовуючи змінний , який дозволяє повільно піднімати напругу живлення змінного струму. Я б почав на вольт або два, потім підключити його вгору вольт або три за один раз, з багато секунд між змінами. Як і у випадку з вищезазначеними методами, розраховуйте витратити на це хоча б півгодини. Тут ми маємо справу з вологою хімією, а не напівпровідниковими воротами; це потребує часу.

Чим більше "лінійна" схема ви робите це, тим більше шансів на те, що вона буде добре працювати. Комутаційні джерела живлення та цифрові схеми, ймовірно, будуть дратуватися повільно зростаючою напругою в залізниці, що виробляється цим методом. Деякі схеми можуть навіть саморуйнуватися в таких умовах, оскільки вони розроблені з припущенням, що напруга живлення завжди швидко зростатиме від нуля до нормального робочого значення.

Якщо у вас є цифровий ланцюг, що живиться від лінійного регульованого джерела живлення, можливо, вам доведеться переформувати джерело живлення окремо від електроживлення. Можливо, ви захочете піднести резистивне навантаження на вихід джерела живлення, поки це робите.


Я застряг, роблячи більшу частину моєї розробки живлення, використовуючи змінний. Вам доведеться обійтися навколо таких речей, як провисання, але провисла лінія часто ближче до реальності, ніж джерело змінного струму.
Адам Лоуренс

8

ШОЕ згадується як засіб оцінки якості конденсаторів.

За відсутності вимірювача ШОЕ можна замінити осцилоскоп, власний мозок та оптичну систему введення сигналом квадратної хвилі та резистором. Багато областей мають бонус для калібрування квадратних хвиль.

Застосовуйте квадратну хвилю до конденсатора за допомогою відповідного резистора. [Генератор - серія R - кришка - земля. ]

  • Значення "відповідної величини" залежить від ШОЕ та приводних можливостей генератора. В ідеалі R - кілька разів вірогідний діапазон ESr, але реально використовувати найменше значення, яке джерело сигналу буде переносити в межах специфікації та / або без істотного спотворення квадратної хвилі.

За допомогою осцилографа спостерігайте за напругою в конденсаторі.

При застосуванні квадратної хвилі напруга конденсатора скаче по суті миттєво за рахунок дільника, утвореного лише ШОЕ та резистором серії.
Оскільки напруга в конденсаторі не може миттєво змінитися, миттєвий початковий ефект буде обумовлений лише ШОЕ.
ESR ~~~ = Vstep_initial / Rseries x Vpp_square_wave.

Не потрібно з цим боротися кількісно - просто подивіться на сферу застосування та зауважте, що для партії однакових шапок великий початковий крок порівняно з іншими = погана шапка.


Я ще цього не вимірював, але я б припустив, оскільки перехід квадратної хвилі не особливо швидкий (у деяких сферах), є нижня межа ємності, яку можна розумно виміряти. Я знаю, що я намагався це раз із деякими керамічними конденсаторами (просто щоб визначити їх значення) і виявив, що сигнал недостатньо швидкий, тому я зібрав швидку схему тригера Шмітта ). Залежно від часу переходу, я думаю, це може бути в нижньому фто, ​​можливо?
JYelton
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.